JP2015158944A - 身体又は物体の動きを感受する制御インタフェースのためのデバイス及び方法、並びに、前記デバイスを組み込む制御機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】デバイスは、検出面4と、測定電極2を備える少なくとも1つの容量センサと、測定電極に近接して配置される導電材料のガードと、容量センサから発せられる信号を処理するための電子手段とを含む。測定電極の活性面は互いに独立しており、そして、励磁及び処理の電子手段は、これらの測定電極に対して互いに独立して問い合わせする。
【選択図】図1
Description
− これらの技術が、例えば抵抗性技術とは異なり、スクリーン表面に対して機械的な作用を何ら及ぼす必要がなく;
− それらの技術が、スクリーン表面に直接に組み込まれるセンサネットワークによるスクリーン表面のメッシングによく適合しているからであり、それにより、例えば検出面に対して隆起した送信器−受信器のネットワークを必要とする光学技術を用いるよりも非常にコンパクトで頑丈な一体化が可能になる;
からである。
− 検出面と;
− 検出面に面しているか又は前記検出面と実質的に一致する(confondue)活性面を含む測定電極を各々が備えている、少なくとも1つの容量センサと;
− 活性面と実質的に反対側の測定電極の面に少なくとも沿って前記測定電極に近接して配置される、導電材料のガードであって、測定電極の交流(AC)電位と実質的に同一の交流電位で励磁(excitee)される前記ガードと;
− 電極の活性面と前記物体との間の距離情報を与えるために、測定電極を励磁し、そして、前記容量センサから発せられる信号を処理する電子手段と;
を備える前記デバイスによって達成される。
− 測定電極の活性面が互いに独立しており;そして
− 励磁及び処理のための電子手段は、互いに独立して前記測定電極に問い合わせするように更に設定される。
− 測定電極の活性面に対する身体又は物体の相対的な動きを検出して識別すること;及び
− 前記身体又は前記物体と検出面(4)との接触を検出すること;
の両方を可能にする測定範囲を有することができる。
− 各高感度センサが電極の活性面と指との間の距離を少なくとも3cm、用途に応じて5cmの距離まで測定できるように、電極の面積を計算することができ;
− 測定電極を柔軟な(souple)プリント回路型の支持体上に形成することができ、ここで、前記測定電極は、電子回路を形成するための従来技術に従って形成され、必ずしも平面とは限らない表面又は表面セットとして配置されることができるものとする;
− 測定電極を硬質(rigide)プリント回路型の支持体上に形成することもでき;
− ガードの電位に基準付けられる励磁及び処理の電子手段を電極と同じ支持体に取り付けることができる。
− 誘電材料を電極の活性面と実質的に接触するように配置することができ;
− 誘電材料は、支持力に起因する材料の局所的な薄肉化によって検出面を測定電極へ向けて実質的に変形させることが可能な柔軟な材料を備えることができる。
− 誘電材料を触り心地が良い質感を有するように選択でき;
− 検出面は制御手段を形成するレリーフ形状を有することができる。
の押圧を測定することによって有利に測定することができる。測定された距離は、誘電材料中への指の押し下げに実質的に比例する。更に、キャパシティに実質的に反比例する測定された距離変化は、電極を覆う誘電体の比誘電率εrと掛け合わされ、その結果、指又は物体と誘電体との間に接触が存在すると、距離測定感度が高まる。
地よい接触感を与えることができる。
− 本発明に係る移動検出のための容量性デバイスを組み込むマンマシンインタフェース機能を与える制御機器;
− 本発明に係る移動検出のための容量性デバイスを備える、車両に組み込むための制御機器;
− 本発明に係る制御デバイスを組み込む高感度壁構造。
− 少なくとも1つの容量センサ内の1つ以上の測定電極を励磁するステップであって、前記測定電極が、(i)検出面に面しているか又は前記検出面と実質的に一致する活性面を含むものとし、(ii)活性面と実質的に反対側の測定電極の面に少なくとも沿って前記測定電極に近接して配置される、導電材料のガードを備えるものとする、前記ステップと;
− 前記ガードを、測定電極の交流(AC)電位と実質的に同一の交流電位に励磁するステップと;
− 電極の活性面と前記物体との間の距離情報を与えるために、前記容量センサから発せられる信号を処理するステップと;
を含む前記方法であり、
測定電極が、独立した活性面を有し、そして、互いに独立して問い合わせを受けることを特徴とする、前記方法が提供される。
− 物体と検出面との間の接触を測定するステップと;
− 前記接触測定値を処理して接触情報を与えるステップと;
を更に含むことを特徴とする。
− 物体と検出面との間の接触を検出するステップは、測定されたキャパシタンスと少なくとも1つの閾値とを比較することを含むことができ;
− 距離測定値を処理するステップは、少なくとも距離測定値と容量センサの配置に関する知識とから得られる空間内での物体の位置を検出することを含むことができ;
− 接触測定値を処理するステップは、物体と検出面との間の接触を検出した容量センサを特定することを含むことができる。
− 物体に起因する検出面の変位を測定するステップと;
− 前記変位測定値を処理して支持情報を与えるステップと;
を更に含むことができる。
− 本発明に係る方法は制御を決定するステップを更に含むことができ、前記制御は、少なくとも、接近情報、接触情報、及び、支持情報のうちの少なくともいずれかによって調整される;
− 接触情報及び支持情報のうちのいずれかにより決定される少なくとも1つの制御を接近情報によって調整できる;
− 少なくとも1つの制御を、少なくとも接近情報、接触情報、及び、支持情報のうちのいずれかの時間変化によって調整できる。
− 接近情報;
− 接触情報;
− 支持情報;
を考慮に入れることによって制御をもたらすことを可能にする。
− 接近情報は、例えば、距離、軌跡、1つ以上の物体のそれらの形状からの識別を含むことができる。これらの情報は、例えば、現在の動作モード、すなわち、活性化、選択的照明、手又はスタイラスによる左手又は右手での使用に対するインタフェースの適合等、にインタフェースを適合させるために使用できる;
− 接触情報は、例えば、接触場所、表面上での単純な又は同時の軌跡、単純な又は繰り返しのタッピングを含むことができる。これらの情報は、例えば制御(ボタン)を有効にするため、データを入力する(書き込み)ため、表示をスクロールする、又はズームする等のために使用できる;
− 支持情報は、例えば、1つ以上の軌跡に沿う所定場所の圧力、単純な又は繰り返しの加圧タッピング、及び、圧力継続時間を含むことができる。これらの情報は、例えば、比例制御(速度、強度の調整)、ブロック制御等を行うために使用できる。
− 一般的には例えば「3Dタッチパネル」、「3Dジェスチャコントローラ」、「3Dフローティングビジョン」として知られるジェスチャ制御のための拡張三次元制御用途;− 例えば明るさ、空調、シャッタ、ドア開放などの制御を伴うホームオートメーション;
− 洗浄機などの装置のための任意の種類の制御及びプログラミングのための家庭用電気器具;
− 携帯用機器、電話、GPS等のユーザインタフェース;
− オフィスIT及びデータ処理機器、コンピュータ等のユーザインタフェース;
− ジェスチャ制御を伴う電子ゲームインタフェース;
− 一般的には軍事分野及び航空におけるものを含めて車両を駆動して車両の機能を制御するためのインタフェース。
− 測定距離が長い容量センサにより、あるいは、光センサ又は超音波センサにより、例えば車両の搭乗室内にユーザを位置させて、本発明に係るジェスチャインタフェースを事前構成することができる。例えば、幾つかの機能を搭乗者の位置及び数に応じて異なって構成することができ;
− 例えば、カメラ及び画像認識手段を用いて、ユーザの動き及び/又は特徴(性別、衣類、身元、態様、又は、任意の他の特徴)を識別し、ジェスチャインタフェースをユーザのニーズに適合させることができるか、又は、アクセス制御用途のためにユーザの認証レベルに適合させることができる。
− 光学的撮像によって物体を検出して、画像情報を与えるステップと;
− この画像情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
を更に含むことを特徴とする。
− 音声認識のステップと;
− この音声情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
を更に含むことを特徴とする、前記方法が提供される。
− 光学的撮像によって物体を検出して、画像情報を与えるステップと;
− この画像情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
− 音声認識のステップと;
− この音声情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
を更に含むことを特徴とする、前記方法が提供される。
C=ε0・εr・S/D
(式中、ε0は自由空間の誘電率であり、εrは誘電材料14又は空気の比誘電率であり、これらの誘電率はそれらが存在する距離で考慮に入れられなければならず、Sは良好な状態で指を検出するための例えば1〜2cm2オーダーの電極の面積であり、そして、Dは測定されるべき距離であるものとする)
によって物体からの距離13を推定する。
− 物体11が近づくときの物体11からの距離(図2a);
− 距離Dと既知の特性を有する誘電材料の厚さDcとがほぼ等しい場合に相当する、物体11と検出面4との間の物理的接触(図2b);及び
− あるとすれば、距離Dが厚さDcよりも実質的に小さい場合に相当し、圧力又は力の用語に置き換えることができる、誘電材料14中への物体11の押し下げ(図2c);
を決定するのを可能にする。
− DC/DC変換器30は、一般的な接地10に基準付けられる安価な電源と置き換えることができ、そして、チョークコイルによってフローティング回路7に結合することができ;
− 出力差動増幅器31は、光カプラ又はチョークコイルと置き換えることができる。
Claims (23)
- 身体又は物体の動きを感受する制御インタフェースのためのデバイスであって:
− 検出面(4)と;
− 検出面(4)に面しているか又は前記検出面と実質的に一致する活性面を含む測定電極(2)を各々が備えている、少なくとも1つの容量センサと;
− 測定電極(2)の活性面と1つ以上の物体(11)との間の距離情報(13)を与えるために、測定電極(2)を交流(AC)電位で励磁し、そして、前記容量センサから発せられる信号を処理する電子手段(7,9,12)と;
− 活性面と実質的に反対側の測定電極(2)の面に少なくとも沿って前記測定電極(2)に近接して配置される、導電材料のガード(3)であって、測定電極(2)の交流(AC)電位と実質的に同一の交流電位で励磁される前記ガード(3)と;
を備える前記デバイスであり、
測定電極(2)の活性面が互いに独立していること、そして、励磁及び処理のための電子手段(7,9,12)は、互いに独立して前記測定電極に問い合わせするように更に設定され、
前記励磁及び処理の電子手段(7,9,12)は:
− 測定電極(2)の活性面に対する身体又は物体(11)の相対的な動きを検出して識別すること;及び
− 前記身体又は前記物体と検出面(4)との接触を確実に検出すること;
の両方を可能にする測定範囲及び精度を有することを特徴とする、前記デバイス。 - 励磁及び処理の電子手段が、少なくとも、ガードの電位に基準付けられる部分(7)にあることを特徴とする、請求項1に記載のデバイス。
- 励磁及び処理の電子手段(7,9)は、容量センサから発せられる測定信号を順次に読み取ることができる精査手段(31)を備えており、そして、精査されない電極は、ガード(3)の電位に接続されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のデバイス。
- 励磁及び処理の電子手段は、測定電極(40,41,42,43)を電気的に集めることができる手段を備え、それにより、集められた前記電極が単一の測定電極(44)を形成することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のデバイス。
- 測定電極(2)の活性面側に配置される誘電材料(14)を更に備えること、そして、電極と反対側の前記誘電材料の表面は検出面(4)を形成することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のデバイス。
- 誘電材料(14)が、電極(2)の活性面と実質的に接触するように配置されることを特徴とする、請求項5に記載のデバイス。
- 誘電材料(14)が、支持力に起因する材料の局所的な薄肉化によって、検出面(4)を測定電極へ向けて実質的に変形させることができる柔軟な材料を備えることを特徴とする、請求項5又は6に記載のデバイス。
- 誘電材料(14)は、支持力によって前記支持力の付与点に応じた角度で測定電極に対して移動可能な実質的に硬質プレートを備えることを特徴とする、請求項5に記載のデバイス。
- 検出面(4)が制御手段(20,21)を形成するレリーフ形状を有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のデバイス。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の制御インタフェースのためのデバイスを組み込むマンマシンインタフェース機能を与える制御機器。
- 光学撮像手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の制御インタフェースのためのデバイスを組み込むマルチスケールジェスチャインタフェース。
- 音声認識手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の制御インタフェースのためのデバイスを組み込むマルチスケールジェスチャインタフェース。
- 光学撮像手段と音声認識手段とを更に備えることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の制御インタフェースのためのデバイスを組み込むマルチスケールジェスチャインタフェース。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のデバイスを実行する、身体又は物体の動きを感受するジェスチャインタフェースを制御するための方法であって:
− 少なくとも1つの容量センサ内の1つ以上の測定電極(2)を交流(AC)電位で励磁するステップであって、前記測定電極が、(i)検出面(4)に面しているか又は前記検出面と実質的に一致する活性面を含むものとし、(ii)活性面と実質的に反対側の測定電極(2)の面に少なくとも沿って前記測定電極(2)に近接して配置される、導電材料のガード(3)を備えるものとする、前記ステップと;
− 前記ガード(3)を、測定電極(2)の交流(AC)電位と実質的に同一の交流電位に励磁するステップと;
− 電極(2)の活性面と1つ以上の物体(11)との間の距離情報(13)を与えるために、前記容量センサから発せられる信号を処理するステップと;
を含む前記方法であり、
測定電極(2)が、独立した活性面を有し、そして、互いに独立して問い合わせを受け、前記励磁及び処理の電子手段(7,9,12)を用いて、
− 測定電極(2)の活性面に対する身体又は物体(11)の相対的な動きを検出して識別するステップと;
− 前記身体又は前記物体と検出面(4)との接触を確実に検出するステップと:
を更に含むことを特徴とする、前記方法。 - 物体(11)と検出面(4)との間の少なくとも1つの距離を測定するステップと、前記距離測定値を処理して接近情報を与えるステップとを含む、請求項14に記載の方法であって:
− 物体(11)と検出面(4)との間の接触を測定するステップと;
− 前記接触測定値を処理して接触情報を与えるステップと;
を更に含むことを特徴とする、前記方法。 - 距離測定値を処理するステップが、少なくとも距離測定値と容量センサ(2)の配置に関する知識とから得られる空間内での物体(11)の位置の検出を含むこと、そして、接触測定値を処理するステップが、物体(11)と検出面(4)との間の接触を検出した容量センサ(2)を特定することを含むことを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 物体(11)に起因する検出面(4)の変位を測定するステップと、前記変位測定値を処理して支持情報を与えるステップとを更に含むことを特徴とする、請求項15又は16に記載の方法。
- 制御を決定するステップを更に含むこと、そして、前記制御は、少なくとも、接近情報、接触情報、及び、支持情報のうちの少なくともいずれかによって調整されることを特徴とする、請求項15〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 接触情報及び支持情報のうちのいずれかにより決定される少なくとも1つの制御が、接近情報によって調整されることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 少なくとも1つの制御は、接近情報、接触情報、及び、支持情報のうちの少なくともいずれかの時間変化によって調整されることを特徴とする、請求項18又は19に記載の方法。
- 請求項12に記載のマルチスケールジェスチャインタフェースを実行する請求項15〜20のいずれか一項に記載の方法であって:
− 光学的撮像によって物体を検出して、画像情報を与えるステップと;
− 前記画像情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
を更に含むことを特徴とする、前記方法。 - 請求項12に記載のジェスチャインタフェースを実行する請求項15〜20のいずれか一項に記載の方法であって:
− 音声認識のステップと;
− 前記画像情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
を更に含むことを特徴とする、前記方法。 - 請求項13に記載のジェスチャインタフェースを実行する請求項15〜20のいずれか一項に記載の方法であって:
− 光学的撮像によって物体を検出して、画像情報を与えるステップと;
− 前記画像情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
− 音声認識のステップと;
− 前記音声情報を処理して、1つ以上の制御を決定するステップと;
を更に含むことを特徴とする、前記方法。
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